Proxima Centauria kiertävää planeettaa kärventää tappava säteily

Markus Hotakainen

Auringon jälkeen lähin tähti ei ole elämälle kovin suopea. Sen pinnalla tapahtuu valtavia purkauksia, jotka tekevät tähden lähiympäristöstä varsinaisen kuoleman kentän.

Meredith MacGregorin ja Alycia Weinbergerin johtama tutkijaryhmä havaitsi viime vuoden maaliskuussa Proxima Centaurissa tapahtuneen voimakkaan flare-purkauksen. Tähtitieteilijät eivät "nähneet" sitä livenä, vaan löysivät sen ALMA-teleskoopin (Atacama Large Millimeter/submillimeter Array) aineistosta vasta myöhemmin.

Voimakkaimmillaan Proximan flare päihitti Auringon suurimmat purkaukset kymmenkertaisesti ALMAn havaitsemilla radioaallonpituuksilla. Tähden kirkkaus kasvoi noin kymmenen sekunnin ajaksi tuhatkertaiseksi normaaliin verrattuna.

Suurta purkausta edelsi pienempi flare ja yhteensä niiden kesto oli alle kaksi minuuttia. Onneksi purkaus sattui kymmenen tunnin havaintojaksolle, joka jakautui vuoden 2017 tammi–maaliskuulle.

Tutkijoiden mukaan on todennäköistä, että Proxima b, tähteä kiertävä eksoplaneetta, kylpi hetken aikaa hiukkassäteilyssä, jonka voimakkuus oli 4 000 kertaa suurempi kuin Auringon flare-purkauksista Maahan kohdistuva säteily. Jo entuudestaan tiedettiin, että Proxima Centaurissa tapahtuu purkauksia, mutta näin voimakasta ei ole aiemmin havaittu.

"Proxima b synnystä kuluneiden miljardien vuosien aikana tällaiset flaret olisivat haihduttaneet kaasukehän ja valtameret avaruuteen, ja steriloineet planeetan pinnan. Elinkelpoisuuteen liittyy siis muitakin tekijöitä kuin veden esiintymisen kannalta sopiva etäisyys tähdestä", MacGregor arvioi.

Samasta ALMAn havaintoaineistosta on aiemmin päätelty, että Proxima Centaurin ympärillä olisi planeetan lisäksi ainekiekkoja tai -renkaita, samankaltaisia kuin Aurinkokunnan asteroidi- ja Kuiperin vyöhyke. Tutkimuksen tekijöiden mielestä se viittaisi useampaan tähteä kiertävään planeettaan.

MacGregorin ja Weinbergerin ryhmä tarkasteli aineistoa yksityiskohtaisemmin ja löysi siitä nyt julkaistun lyhytaikaisen, mutta sitäkin voimakkaamman purkauksen.

Weinbergerin mukaan havaintojen perusteella ei ole mitään syytä olettaa, että Proxima Centaurin ympärillä olisi merkittäviä määriä pölyä tai että sillä olisi useampia planeettoja samaan tapaan kuin Auringolla.

Rajusta purkauksesta kerrottiin Carnegie-instituutin uutissivuilla ja tutkimus on julkaistu The Astrophysical Journal Letters -tiedelehdessä.

Kuva: Roberto Molar Candanosa/Carnegie Institution for Science, NASA/SDO, NASA/JPL.

Vahvistus: Lähin eksoplaneetta kiertää tähteä Rigil Kentaurus C

Kuva: ESO/M. Kornmesser
Jarmo Korteniemi

Kaksi tuoretta tutkimusta varmisti asioita aivan Auringon lähinaapurista. Proxima Centaurilla todella on kiertolainen, ja toisaalta Proxima itse todella kiertää Alfa Kentauria. Ja koko systeeminkin nimi muuttui Rigil Kentaurukseksi.

Tieteessä tärkeintä ei useinkaan ole se historiankirjoihin merkitty uusi idea, ensimmäinen havainto tai alustava matemaattinen mallikaan. Tärkeintä ovat niiden vahvistukset, jotka tosin jäävät usein turhan vähälle huomiolle.

Proxima b -planeetasta tuli eräs kohutuin tiedeuutinen vuonna 2016. Nyt toinenkin tutkijaryhmä on perehtynyt Proxima Centaurin vaappumiseen, josta planeetta havaittiin. He käyttivät analyysissään samoja aineistoja kuin planeetan löytäjätkin, mutta eri tekniikkaa. Planeetan vaikutus näkyi jokaisessa vieläpä selvemmin kuin alkuperäisessä löydössä.

Uusi lähestymistapa toi myös uutta tietoa. Se nimittäin sulki pois aiemmin auki jääneen mahdollisuuden, että kauempana Proximasta kiertäisi toinen planeetta. Tutkijoiden mukaan mitään merkittävää kiertolaista ei vaikuta löytyvän ainakaan 480 miljoonan kilometrin säteellä tähdestä. Tämä vastaa matkaa Auringosta asteroidivyöhykkeen ulkolaidalle.

Proximan planeetan vahvistavaa tutkimusta ei ole vielä hyväksytty julkaistavaksi, mutta sen voi lukea ArXiv-palvelusta.

Toisessa tutkimuksessa kävi ilmi, että Aurinkoa lähin tähtijärjestelmä on Alfa Kentauri. Asia on ollut vaakalaudalla noin sadan vuoden ajan, aina siitä lähtien kun Robert Innes löysi Proximan hieman lähempää vuonna 1915. Tähän asti ei ole ollut varmaa, onko Proxima osa tuota järjestelmää vai ei.

Tutkijat kertoivat marraskuussa onnistuneensa viimein mittaamaan Proximan nopeuden riittävän tarkasti: se on vain 300  metriä sekunnissa Alfa Kentaurin suhteen. Tämä on selvästi vähemmän kuin pakonopeus Alfan vaikutuspiiristä olisi Proximan etäisyydellä (n. 500 m/s). Edes mittausten virherajat eivät yllä lähellekään toisiaan. Tähdet ovat varmasti sidoksissa toisiinsa. Asiaa käsittelevä artikkeli on luettavissa Astronomy and Astrophysics -lehden verkkosivuilta.

Yksi Proximan kierros Alfan keskuksen (jossa muuten on kaksi muuta tähteä, A ja B) ympäri kestää noin 550 000 vuotta. Koska rata on varsin elliptinen, etäisyys päätähtiin vaihtelee tuona aikana 4300 ja 13000 AU:n välillä. AU tarkoittaa astronomista yksikköä, eli Maan ja Auringon välistä keskietäisyyttä.

Omaan aurinkokuntaamme sijoitettuna Proxima kiertäisi siis jossain sisemmän Oortin (tai Hillsin) pilven tienoilla. Toistaiseksi noin kaukaa ei täältä "omalta pihaltamme" ole onnistuttu löytämään ainuttakaan kappaletta. Jopa hypoteettinen yhdeksäs planeetta, Ykä, kävisi mallien mukaan enintään 1200 AU:n päässä.

Juuri nyt Proxima on kahdesta muusta tähdestä katsoen lähes ratansa kauimmassa pisteessä. Auringosta katsoen tähdet taas tekevät lähimmän ohituksensa noin 30 000 vuoden kuluttua (tästä lisää aiemmassa jutussamme tähtien lähiohituksista).

Lopuksi vielä muistutus: Koko käsitellyn lähimmän tähtijärjestelmän virallinen nimi on Rigil Kentaurus. Nimi tulee arabiankielisestä lauseesta "Al Rijl al Kentaurus" ja tarkoittaa Kentaurin jalkaa. Kansainvälinen tähtitieteellinen Unioni IAU virallisti nimen marraskuussa. Rigil Kentaurus valittiin monien muiden nimien, kuten Alfa Kentaurin ja Tolimanin, joukosta. Myös Proxima Centaurin nimi virallistettiin aiemmin tänä vuonna. Mutta nyt, koska se on myös osa Rigiliä, sillä on myös toinen virallinen nimi, "Rigil Kentaurus C". Samalla sen planeetta on sekä "Proxima Centauri b" että "Rigil Kentaurus Cb". IAU:n hyväksymästä nimilistasta löytyy 225 muutakin tuttua ja tuntemattomampaa tähteä.

Päivitys klo 18:50: Lisätty lyhyt kappale tähtien näennäisistä etäisyyksistä.

Otsikkokuva: ESO/M. Kornmesser (hahmotelma mahdollisesta maisemasta planeetan pinnalta)

Katso: Tässä kaikki olennainen Proximan planeetasta yhdessä kuvassa

Kuva: Jarmo Korteniemi
Jarmo Korteniemi

Kymmenen päivää sitten Tiedetuubi kertoi vakuuttavasta huhusta, jonka mukaan naapuritähteämme kiertää erittäin maankaltainen planeetta. Asia varmistui eilen (24.8.2016), kun Proxima Centaurin elämänvyöhykkeellä majailevasta pienestä planeetasta viimein virallisesti tiedotettiin.

Löytöä voi hyvinkin kuvailla sensaatiomaiseksi. Seuraavaksi lähimpään varmistettuun eksoplaneettaan verrattuna Proximan kiertolainen on aivan nurkan takana. Tulevaisuudessa se lienee hyvinkin tarkan tutkimuksen alla. Toivon mukaan sitä tullaan syynäämään niin teleskoopeilla kuin luotaimillakin.

Päätimme koota kaiken oleellisen nykytiedon Proxima planeetasta yhteen kuvaan. Pidemmittä puheitta: klikkaa otsikkokuvaa.

Muut jutut aihepiiristä: • (1) Huhu Proxima b:stä? • (2) Tähti Proxima Centauri • (3) Proximan planeetta varmistettu • (4) Infografiikka • (5) Lähimmät tähdet • 

Päivitys 27.8.: Kuvasta korjattu kirjoitusvirheitä sekä tarkennettu lämpötilatietoja. Kiitoksia virheistä huomauttaneille! Uudessa kuvassa on nyt teksti "versio 1.1".

Sensaatio varmistui - naapuritähden elämänvyöhykkeellä planeetta

Kuva: Ricardo Ramirez & James Jenkins (Department of Astronomy, Universidad de Chile).
Jarmo Korteniemi

Proxima Centaurilla on hivenen Maata suurempi kiertolainen. Lähin eksoplaneetta sijaitsee sopivasti elämän vyöhykkeen keskellä.

Lähimmältä tähdeltä on löytynyt kiertolainen. Asia varmistui tutkijoiden kerrottua asiasta 24.8.2016. Tutkimus julkaistiin samana päivänä tiedelehti Naturessa.

Löytö tehtiin Euroopan eteläisen observatorion ESOn 3,6 -metrisen teleskoopin sekä VLT -teleskooppijärjestelmän yhteispelinä.

Planeetan nimi on normaalin käytännön mukaan Proxima Centauri b. Se kiertää tähteä noin 11,2 vuorokauden jaksolla. Tuo on sen "vuosi".

Selvyyden vuoksi jutussa puhutaan tähdestä pelkkänä Proximana, ja planeetasta Proxima b:nä.

Millainen Proxima b on?

Proxima b on hieman suurempi kuin Maa, massaltaan noin 1,3-kertainen. Planeetan tiheyttä ei tiedetä, mutta se lienee samaa luokkaa Maan kanssa. Tällöin planeetan halkaisija olisi noin 13 000–14 000 kilometriä. Maan läpimitta on 12 742 kilometriä.

Pinnalla tallustelu onnistuisi ihmiseltä vaivattomasti, sillä painovoima on siellä vain noin 10 % suurempi kuin meillä. Jos pystyt kotona hyppäämään metrin korkeuteen, Proxima b:n pinnalla yltäisit 90 senttiin. Ja tallusteltavaa riittäisi: pinta-alaa pallolla olisi noin viidenneksen enemmän kuin Maalla.

Taivaalla komeilisi suuri ja häikäisevän punainen valopallo. Läpimitta olisi huikaisevat kolme kertaa suurempi kuin miltä Aurinko näyttää meidän taivaallamme.

Proxima b kiertoaika emotähden ympäri on tarkalleen 11 vuorokautta 4 tuntia ja 28 minuuttia. Parin minuutin tarkkuudella.

Planeetan keskietäisyys tähdestä on noin seitsemän miljoonaa kilometriä (0,05 AU), eli vain kahdeksasosa Merkurius-Aurinko -välimatkasta. Radan yksityiskohtia ei kuitenkaan vielä tiedetä. Se voi olla joko maankaltaisella lähes täysin pyöreällä tai sitten voimakkaan elliptisellä radalla. Suurimmillaan etäisyys tähteen saattaa vaihdella jopa 4,7 ja 9,8 miljoonan kilometrin välillä.

Planeetta sijaitsee kauniisti himmeän Proxima-tähden elämänvyöhykkeellä. Tämä tarkoittaa, että Proxima b:n pinnalla voi hyvinkin olla vettä.

Planeetan laskennalliseksi lämpötilaksi saadaan vain -42 astetta, mikä on hieman suurempi kuin Marsilla. Todellisuudessa monet asiat, kuten tarkka kiertorata ja pyörimistahti voivat nostaa käytännön olosuhteita miellyttävämmiksi. Proxima b:n suuri kokokin auttaa asiaa: se voi hyvin omata mittavan kaasukehän, ja planeetan sisäinen aktiivisuus voi tuoda lisälämpöä. Vertailun vuoksi Maalla laskennallinen lämpötila on vain nollan tienoilla, mutta kasvihuoneilmiön vuoksi keskilämpötila on 15 astetta plussalla.

Planeetan laskennallinen lämpötila tarkoittaa käytännössä mustan kappaleen tasapainolämpötilaa kyseisellä etäisyydellä tähdestä.

Kuinka planeetta löydettiin?

Proxima b:tä ei itseään ole vielä nähty, vaan se löydettiin emotähden liikkeiden ansiosta. Kun tähti vaappuu kappaleiden yhteisen massakeskipisteen ympäri, sen valon spektriviivat siirtyvät välillä punaiseen ja välillä siniseen suuntaan. Siirtymää tutkimalla saadaan selville tähden radiaali- eli säteisnopeus, eli vaappuminen katseen suunnassa. Proxima b:n pienen koon vuoksi liike on hyvin pientä, ja siksi havaitseminen vaati paljon työtä.

Tutkimus osoittaa, että Proxima b havaittiin alunperin jo vuonna 2013. Tuolloin tutkijat eivät kuitenkaan voineet olla varmoja vaappumissignaalin aitoudesta, joka saattoi olla pelkkää satunnaiskohinaa. Nyt käytössä oli paljon pidempi 16 vuoden aikasarja, ja kohinan vaikutus saatiin minimoitua. Tutkimuksessa käytettiin HARPS-spektrografin aineistoja sekä vuoden 2013 tutkimuksesta että intensiiviseltä seurantajaksolta tammi-maaliskuulta 2016. Bonuksena käytettiin myös UVES-spektrometrillä kerättyä aineistoa vuosilta 2000–2007. Tähden säteisheilunta löytyi yhdistetystä aineistosta helposti.

Yllä kaikki tutkimuspisteet 11,2 vuorokauden periodille sovitettuna. Alla vuoden 2016 seurantajakso. Aineiston yleinen kaltevuus johtuu siitä, että Proximan liike tuo sitä koko ajan lähemmäs Aurinkoa.

Kannattaa pitää mielessä, että havainto on vasta planeetan varma löytö. Pallukan ominaisuuksista ei tiedetä juuri mitään muuta kuin etäisyys ja massa-arvio. Loppu on valistunutta arvailua.

Tulevissa tutkimuksissa Proxima b yritetään varmasti saada näkyviin paremmin. Tähden tarkan paikan seuraaminen taivaalla lienee yksi tehtävä: sen kun saisi selville, olisi planeetan radan toinenkin komponentti selvillä. Jossain vaiheessa planeetta voidaan saada kuvattua, ja ehkä sen kaasukehänkin aineet selville. Ja ehkä, jonain päivänä, sinne lähetetään avaruusluotainkin. Matka tosin kestänee vähintään vuosikymmeniä.

Aineistosta löytyi myös toinen, noin 200 vuorokauden jakso. Tutkijat eivät osaa vielä selittää sitä, mutta tähteä voi hyvin kiertää toinenkin planeetta. Selvyyden saamiseksi täytyy tähden liikettä seurata pidempään. Proxima b:n rataan kauempana kiertävä planeetta ei kuitenkaan vaikuttaisi.

Proxima b:n voidaan odottaa saavan uuden nimen lähivuosina. Nimistövalinnoista vastaava taho IAU (Kansainvälinen tähtitieteellinen unioni) on viime aikoina järjestänyt yleisöäänestyksiä, jotta tuhannet jo varmistetut eksoplaneetat saisivat "kunnollisia" ja helppoja nimiä. Näin käynee ennen pitkää myös Proximan planeetalle. Kävisikö nimeksi ehkäpä vaikkapa Pandora?

Muut jutut aihepiiristä: • (1) Huhu Proxima b:stä? • (2) Tähti Proxima Centauri • (3) Proximan planeetta varmistettu • (4) Infografiikka • (5) Lähimmät tähdet • 

Juttu perustuu ESOn tiedottustilaisuudessa annettuihin tietoihin sekä ESOn ja Max Planck Instituutin tiedotteisiin.

Otsikkokuva: Ricardo Ramirez & James Jenkins (Department of Astronomy, Universidad de Chile)
Diagrammit: Anglada-Escudé et al. (University of London / Max Planck-Institut für Astronomi)
Maisemakuva: Jarmo Korteniemi /  Flickr (Liz Lawley / Sean MacEntee 

Miten eksoplaneettoja etsitään?

Miten eksoplaneettoja etsitään?

Eksoplaneettoja, eli jotain muuta tähteä kuin Aurinkoa kiertäviä planeettoja voidaan havaita pääasiassa kolmella eri tavalla.

Jari Mäkinen
23.08.2016

Ensimmäinen on havaita tähden pieniä liikkeitä. Planeetta heiluttaa tähteä, koska itse asiassa ne kiertävät yhteisen massakeskipisteen ympärillä, ja siten tämän heilumisen tutkimisen avulla voidaan planeetta saada paljastettua.

Tähden liikkeet voidaan havaita joko siten, että sen sijainti muuttuu hieman muiden tähtien suhteen, se viipottaa siis sivusuunnassa. Liike meistä poispäin ja kohti meitä taas paljastuu tähden valon spektriä tutkimalla: spektriviivat siirtyvät välillä punaisen, välillä sinisen suuntaan.

Toinen tapa on havaita tähdenpeittoja, eli mitata tarkasti tähden kirkkautta ja äkätä siinä pieniä kirkkauden vähentymisiä. Kun näitä seurataan tarpeeksi tarkasti ja pitkään, voidaan planeetan koko ja kiertoaika laskea.

Kolmas tapa on ottaa suoraan kuvia. Kirkas tähden valo tekee kuvaamisen hankalaksi, mutta kun kaukoputket ja havaintolaitteet ovat yhä parempia, sitä enemmän planeettoja nähdään suoraan.

Lisäksi on eksoottisempia tapoja, kuten gravitaatiolinssit ja valon polarisaation tutkiminen, mutta nuo edellä olevat kolme tapaa ovat kaikkein tärkeimmät – ja toistaiseksi niillä on löydetty eniten eksoplaneettoja.

Ja lisää löytyy koko ajan, mutta tuskin Proxima Centauria lähempää tullaan eksoja löytämään … yksinkertaisesti siksi, että Proxima Centauri on meitä lähin tähti.

Lisätietoja Proxima Centaurin planeetasta saadaan huomenna – todennäköisesti

Jari Mäkinen

Kerroimme 14. elokuuta huhusta, jonka mukaa Aurinkoa lähintä tähteä kiertämästä olisi löydetty mahdollisesti elinkelpoinen planeetta. Huomenna tästä asiasta saadaan hyvin todennäköisesti lisätietoja.

Huhun keskiössä on Euroopan eteläinen observatorio ESO, joka ei pidä useinkaan tiedotustilaisuuksia pääkonttorillaan, saati sitten yllättäen kokoon kutsuttuja sellaisia.

Eilen kuitenkin ESO lähetti kutsun, jossa tiedotettiin hyvin yleisesti muotoillen pääjohtaja Tim de Zeeuwin tiedotustilaisuudesta, joka pidetään keskiviikkona 24.8. klo 14 Suomen aikaa.

Aihetta ei siis mainittu, mutta on varsin selvää, että kyseessä on Proxima Centaurin planeetta. Kerroimme sitä koskevasta huhusta 14. elokuuta julkaistussa jutussamme.

Vastaavaa jo vuonna 2012

ESOn La Sillassa, Chilessä, sijaitsevalla teleskoopilla on tutkittu jo pitkään mm. Alfa Centaurin ympärillä olevaa planeettaa. Vuonna 2012 julkistetun tutkimuksen mukaan Alfa Centauria kiertää Maan massainen planeetta. Silloin tästä uutisoitiin "lähimpää Maata löytyneenä eksoplaneettana".

Otsikkokuvassamme on tuolloin julkistettu taiteilijan näkemys tuosta planeetasta.

Proxima Centauri kiertää Alfa Cantauria, joka sinällään on myös kaksoistähti: siinä ovat isompi Alfa Centauri A ja pienempi Alfa Centauri B. Eli kyseessä on kolmen tähden systeemi.

Ei siis ole mikään ihme, että samalla 3,6-metriseen teleskooppiin asennetulla HARPS-eksoplaneettojen etsintälaitteella on katsottu myös muita Centaurin tähtiä, myös Proxima Centauria. 

Alfa Centauri ympäristöineen ESOn koostekuvassa.

HARPS on aivan erinomaisen herkkä ja tehokas havaintolaite. Sen nimi tulee sanoista High Accuracy Radial velocity Planet Searcher, ja se käyttää hyväkseen periaatteessa doppler-ilmiötä. Kun tähti ja/tai sitä kiertävä kappale tulevat lähemmäksi meitä tai etääntyvät meistä, sen pystyy huomaamaan valon taajuuksien pienenä siirtymänä. Siis samaan tapaan kuin ohi menevän junan pillin ääni muuttuu korkeammasta matalammaksi. 

Kun näitä valon taajuusvaihteluita tutkitaan tarkasti, saadaan selville se, miten havaintokohteet liikkuvat, ja tästä voidaan päätellä puolestaan esimerkiksi se, miten tähteä kiertävä planeetta muuttaa tähden rataa. Ja näin eksoplaneetta paljastuu, vaikka sitä ei nähtäisikään suoraan. 

Mitä monimutkaisempi systeemi on, eli mitä enemmän siinä on tähtiä tai planeettoja, sitä hankalampaa tämän pyörimisen selvittäminen on, mutta nykytietokoneilla erilaisten mahdollisuuksien laskeminen onnistuu kohtalaisen kätevästi. Ja mitä kauempana Maasta kohde on, sitä vaikeampaa taajuusmuutosten löytäminen on – tosin Proxima Centaurin tapaus on helpoin mahdollinen tässä suhteessa, sillä se on meitä lähin tähti (kun omaa Aurinkoamme ei lasketa mukaan). Etäisyyttä sinne on "vain" 4,25 valovuotta.

Tiedetuubi seuraa luonnollisesti huomista tilaisuutta ja kertoo siitä saman tien.

(Juttuun on alkuperäisen julkaisun jälkeen lisätty tietoja ja kuva Alfa Centaurista.)

Naapuritähti ärjyy ja aiheuttaa ongelmia planeetalle

Kuva: Jarmo Korteniemi
Jarmo Korteniemi

Kerroimme eilen sensaatiomaisesta huhusta naapuritähtemme mahdollisesta asumiskelpoisesta kiertolaisesta. Itse planeetasta saadaan lisätietoja elokuun lopulla, mutta jo pelkkä tähtikin kertoo paljon sikäläisistä olosuhteista.

Millaista Proxima Centaurin seutuvilla oikein on?

Itse tähti on paljon Aurinkoa pienempi punainen kääpiö. Ihmissilmin Aurinko näyttäisi samalla etäisyydellä lähes 20 000 kertaa kirkkaammalta.

Auringon paikalle vaihdettuna Proxima taas näkyisi meillä paljon täysikuuta pienempänä, mutta 20 kertaa kirkkaampana.

Äkäpussi, jota ei varmasti kesytetä

Naapuritähtemme on suurin piirtein Auringon ikäinen tai hieman vanhempi. Se kuitenkin jaksaa porskuttaa menemään vielä pitkään senkin jälkeen kun oma aurinkokuntamme on paistettu loppuun. Proximan kaltaiset tähdet elävät useita biljoonia (n·1012) vuosia, eli satoja kertoja pidempään kuin Aurinko.

Pitkän iän mahdollistaa pieni koko. Tähdellä ei ole varsinaista pysyvää ydintä, vaan konvektio sekoittaa sen materiaa koko ajan. Juuri siksi Proxima pystyy polttamaan lähes kaiken vetynsä heliumiksi. Auringossa ei kiertoa tapahdu, ja sen ytimeen kertyvä helium ajaa oman tähtemme lopun tielle kun vasta vain kymmenys sen polttoaineesta on käytetty.

Proxima ei kuitenkaan ole mikään itse rauhallisuus. Sillä on nimittäin pahoja raivonpuuskia.

Tähdellä on aika ajoin hyvin voimakkaita flare- eli soihtupurkauksia. Ne ovat punaisille kääpiöille varsin tyypillisiä. Tutkimusten mukaan Proximan aktiivisuus seuraa noin 450 vuorokauden sykliä, mutta muutoin soihdut ovat täysin ennustamattomia.

Purkaus syntyy, kun tähden magneettikenttä muuttuu ja napsahtaa äkisti. Magneettisen energian vapautuminen kuumentaa pintaa paikallisesti. Tähden materiaa sinkoutuu hyvin kauas, joskus laajaltakin alueelta. Purkaus nostaa tähden kirkkautta kymmeniä, ehkä satojakin kertoja normaalista. Koko episodi voi olla ohi minuuteissa, suurimmat yleensä tunneissa.

Kuva: Jarmo Korteniemi

Kiertolainen? Vettä? Elämää?

Huhujen mukaan Proximaa kiertää maankaltainen planeetta elämänvyöhykkeellä. Eli alueella, jolla voi esiintyä nestemäistä H2O:ta.

Koska Proxima Centauri on pieni ja heikkotehoinen, elämänvyöhyke on erittäin lähellä sitä. Siellä kiertävän planeetan "vuosi" olisi vain muutamien päivien mittainen. Ja juuri tästä syystä sen havaitseminen onkin osoittautunut hyvin vaikeaksi. Kiertolainen on niin lähellä Proximaa, että sitä ei ole helppoa havaita nykylaitteilla.

Millaista tuollaisella planeetalla olisi? Arvaillaanpa valistuneesti.

Emotähti näyttäisi sieltä katsottuna massiiviselta. Se olisi useita kertoja suurempi kuin miltä Aurinko meille näyttää. Läheisyyden vuoksi valaistus olisi lähes samaa luokkaa kuin meillä -- jos siis ei huomioi, että Proximan loiste värjää kaiken punaiseksi. Otsikkokuvassa on hahmoteltu näkymien vertailua siellä ja täällä. (Kuvan oikealla puolella on kaksi erikokoista tähteä, jotka vastaavat näkymää mallinnetun elämänvyöhykkeen ulko- ja sisälaidoilla.)

Elämänvyöhykkeen rajat eivät ole millään muotoa selviä. Ne riippuvat täysin tarkastellusta asiasta ja käytetyistä parametreista. Eri mallit antavat Auringonkin elämänvyöhykkeelle täysin toisistaan poikkeavia arvoja. Alla olevasta kuvasta voi nähdä mallien olevan samaa mieltä vain yhdestä asiasta: Oma planeettamme sattuu aina oikein kivasti elämänvyöhykkeelle.

Onko Proximan planeetan pinnalla sitten todella virtaavaa vettä? Kallioita, rantoja, meriä, eliöitäkin? Nuo riippuuvat monesta tekijästä. Esimerkkeinä ovat vaikkapa planeetan koko, koostumus, kaasukehä ja magneettikenttä, kehityshistoria, ja moni muu.

On kuitenkin kaksi asiaa, jotka voivat vähentää tuon planeetan elinkelpoisuutta todella roimasti.

Planeetta voi ensinnäkin olla vuorovesivoimien ansiosta lukkiutunut jumiin niin, että se pitää aina saman puolensa kohti Proximaa. Silloin tähdenpuoleinen puoli paahtuisi ja varjopuoli jäätyisi. Jos planeetalla ei ole lämpöjakaumaa riittävästi tasaavaa vesi- tai kaasukehän kiertoa, elämänvyöhykkeellä olemisesta ei ehkä olisi mitään iloa.

Toiseksi, ja tärkeämpänä, Proxima voi tehdä soihtupurkauksillaan elämän kertakaikkisen mahdottomaksi. Eniten ongelmia aiheuttavat soihtujen röngenpulssit, jotka voivat haitata niin kotoperäisten eliöiden kuin satunnaisten matkailijoidenkin oleskelua pinnalla. Säteily on purkauksen aikaan yhtä voimakasta kuin Auringolla, mutta tuolla ne jouduttaisiin kokemaan paljon Merkuriusta lähempänä.

Planeetalla mahdollisesti kehittyneet eliöt ovat toki voineet vuosimiljardien aikana kehittyä kestämään purkauksia, tai jopa pakenemaan niitä. Aika näyttää, millaista tuolla siis oikeasti on.

Niin, ja onko siellä edes mitään planeettaa.

Muut jutut aihepiiristä: • (1) Huhu Proxima b:stä? • (2) Tähti Proxima Centauri • (3) Proximan planeetta varmistettu • (4) Infografiikka • (5) Lähimmät tähdet • 

Kirjoittaja on koulutukseltaan tähtitieteilijä ja planeettatutkija.

Kuvat: Jarmo Korteniemi / Tiedetuubi

Der Spiegel: Lähintä tähteä kiertää asuinkelpoinen planeetta

Kuva: Christoph Scholz / Flickr
Jarmo Korteniemi

Saksalainen Der Spiegel -lehti kertoo, että aivan Auringon naapurustosta on löytynyt maankaltainen eksoplaneetta. Lehden saamien tietojen mukaan se kiertäisi Proxima Centauri -tähteä, ja vieläpä sen elämänvyöhykkeellä – eli sopivalla etäisyydellä, jotta sen pinnalla voisi esiintyä vettä, elämän perusraaka-ainetta.

Nimettömiin lähteisiin nojautuva juttu lupaa Euroopan eteläisen observatorion tutkijoiden julkistavan löytönsä elokuun lopulla.

ESOn edustajat eivät suostuneet kommentoimaan asiaa suuntaan tai toiseen uutistoimisto AFP:lle.

Proximan kiertolaisista on saatu aiemminkin vihiä, mutta havainnot ovat aina olleet hyvin epävarmoja. Planeetan tämänkertainenkin todistaminen oli Der Spiegelin tietojen mukaan myös ESOn laitteiden erotuskyvyn rajoilla.

Noin lähellä Maata oleva minkä tahansa kaltainen eksoplaneetta olisi jo itsessään upeaa. Maankaltainen ja mahdollisesti asumiskelpoinenkin planeetta olisi moninkertainen sensaatio.

Proxima on riittävän lähellä, jotta planeettaa tutkimaan voitaisiin periaatteessa lähettää luotain, jolla voisi olla edes teoreettisia mahdollisuuksia päästä perille. Villeimmissä skenaarioissa pitkään tasaisesti kiihdyttävä kevyt luotain voisi päästä perille jo muutamassa kymmenessä vuodessa.

Proxima Centauri on Aurinkoa lähinnä oleva toinen tähti. Sen etäisyys meistä on noin 4,25 valovuotta eli 270 000 kertaa Maan ja Auringon välimatka. Tähti on Aurinkoa paljon pienempi ja kylmempi punainen kääpiö. Se näkyy vain eteläiseltä pallonpuoliskolta, eikä erotu paljain silmin Maasta katsottuna.

Seuraamme tilanteen kehittymistä ja raportoimme uusista tiedoista mahdollisimman pian.

Suomessa planeettahuhusta kertoi ensimmäisenä Tiedetuubi.

Muut jutut aihepiiristä: • (1) Proxima Centaurilla ehkä kiertolainen? • (2) Millainen Proxima Centauri on? • (3) Proximan planeetta varmistettu • (4) Tähti käväisi lähempänä kuin Proxima • (5) Monet tähdet tekevät lähiohituksia •

Otsikkokuva: Christoph Scholz / Flickr

PS. Näsäviisaille tiedoksi: Vaikka Aurinko eittämättä on Maata lähinnä oleva tähti, Proxima Centauri on Aurinkokuntaa lähinnä oleva tähti. Tämän jutun näkökanta on tuo jälkimmäinen. Ja asujana voi olla joku muu kuin ihminen, ja eri kriteereillä.

Tähtiä tulee ja menee

Kuva: ESO
Jarmo Korteniemi

Kerroimme aiemmassa jutussamme kuinka Scholzin tähti ohitti 70 000 vuotta sitten Auringon vain 0,8 valovuoden etäisyydeltä.

Tulevaisuudessa tähtien ohituksia on luvassa lisää. Ja paljon lähempää.

Kosmisen hiuksen verran ohi

Coryn Bailer-Jones on laskenut tähtien liikkeitä Astronomy & Astrophysics -lehden artikkelissaan.

Bailer-Jonesin mukaan parin tulevan lähiohituksen aikana tähdet viilettävät suoraan Oortin pilven läpi. Se on Auringon uloin vaikutusalue, joka ulottuu muutamasta tuhannesta tähtitieteellisestä yksiköstä (AU eli Maan ja Auringon keskietäisyys) yli 50 000 AU:n päähän. Eli vähintäänkin niille main, mistä Scholzin tähti taannoin kulki.

Lähiohitusten kaikkien aikojen ennätys - tunnettujen tähtien osalta siis - tehdään muutaman sadantuhannen vuoden kuluttua. Silloin HIP 85605 -tunnuksen saanut tähti kulkee lähempää kuin yksikään toinen tähti tunnetussa historiassa tai tulevaisuudessa. Lähin etäisyys saattaa jäädä vain 0,13 valovuoteen, eli vaivaiseen 8 000 AU:öön. Seuraavaksi lähin tähtivierailu tapahtuu miljoona vuotta tuon jälkeen, kun Gliese 710 käy vain 0,33 valovuoden päässä.

Kummatkin tähdet ovat pieniä kääpiötähtiä, eikä niiden ratoja tunneta tarkasti. Etenkin lähin ohitus voi hyvinkin perustua virhearvioihin. Vaikka tähdet kulkisivatkin yllä kerrottua kauempaa, ne käyvät kuitenkin erittäin lähellä.

Suurempien tähtien ohitukset on helpompi laskea. Alfa Centaurin kolmoistähtijärjestelmä lähestyy meitä vielä 30 000 vuoden ajan. Sen ohitus tapahtuu vajaan kolmen valovuoden etäisyydeltä. Koko järjestelmän massa vastaa noin kahta Aurinkoa.

Entä sitten?

Tähtien lähiohitukset voivat olla ongelmallisia. Oortin pilven läpi kulkeva tähti voi muuttaa ainakin muutamien Aurinkoa kiertävien kappaleiden ratoja, ainakin vähän. Osa sinkoutuu lähemmäs Aurinkoa, osa taas poistuu pysyvästi Aurinkokunnasta.

Oortin pilvestä tehdyt mallit kertovat, että alueella kiertää jopa tuhansia miljardeja kappaleita, joiden läpimitta on vähintään kilometrin. Suurimmat lienevät kymmeniä tai satoja kertoja isompia. Arvioita parempaan ei pystytä, sillä nykyiset teleskoopit eivät yksinkertaisesti ole riittävän tehokkaita havaitakseen Aurinkoa kiertäviä pienkappaleita tuollaisilta etäisyyksiltä. (Tunnetut kaukaiset kappaleet huomataan yleensä ratansa Aurinkoa lähimmissä pisteissä. Loppurata lasketaan. Pisimmällä käyvä tunnettu kappale sijaitseekin nyt vain runsaan 20 AU:n päässä Auringosta: 2005 VX3 on hyvin elliptisellä radalla kulkeva komeetta, joka käy noin 3 000 AU:n päässä. Sen yksi kierros kestää arviolta 60 000 vuotta.)

Mainittujen kääpiötähtien massat ovat vain joitain prosentteja Auringosta. Niiden vaikutukset Oortin pilvessä jäänevätkin varsin huomaamattomiksi. Alfa Centaurin tähdet taas eivät kulje Oortin pilven läpi, eikä niidenkään painovoimavaikutus montaa pienkappaleita heilauta. Suurempiakin häiriötekijöitä on nähty.

Keltainen jättiläistähti gamma Microscopii oli eri luokkaa. Sen läpimitta on kymmenen kertaa suurempi kuin Auringon, ja massa 2,5 Aurinkoa. Tämä raskaahko tähti kulki 3,8 miljoonaa vuotta sitten ehkä vain valovuoden päästä meistä, ja luultavasti onnistui sekoittamaan Aurinkokunnan ulko-osia edes jonkin verran.

Ainakin esi-isämme, jo tuossa vaiheessa kahdella jalalla kulkeneet etelänapinat, näkivät sen taivaalla hieman Venusta kirkkaampana pisteenä vuosituhansien ajan.

Nykyisin näkemämme komeetat (ja osa törmäyskraattereista) saattavat olla gamma Microscopiin lähiohituksen aikaansaannoksia. Tai yhtä hyvin jonkin jonkin aiemman lähitähden. Varmasti emme kuitenkaan voi tietää. Emme ainakaan ennen kuin erotamme miten paljon tavaraa Oortin pilvessä todella lymyää. Tai ennen kuin pystymme laskemaan tähtien radat monin verroin nykyistä tarkemmin.

Päivitys 18.2. n. klo 13: Tarkennettu "ennätystä" tarkoittamaan vain tunnettujen tähtien lähiohituksia. Aurinko on historiansa aikana kulkenut nykyistä tiheämminkin 'tähditettyjen' alueiden läpi, joten lähempiäkin ohituksia on todennäköisesti tapahtunut. Sellaisista ei kuitenkaan ole muuta kuin simulaatioihin perustuvia tilastollisia arvioita.

Alla taulukko lähiohituksista. Muista myös muut jutut lähitähdistä: • (1) Proxima Centaurilla on kiertolainen? • (2) Millainen Proxima Centauri on? • (3) Tähti käväisi lähempänä kuin Proxima • (4) Monet tähdet tekevät lähiohituksia •

Tulevat ohitukset:
Tähti              vuosiluku               etäisyys
Hip 85605           n. 240 000-470 000 jaa. 0,13-0,65 vv = 8 200-41 000 AU
Gliese 710          n. 1 300 000 jaa.       0,33-1,44 vv = 21 000-91 000 AU
Proxima Centauri       n. 29 400 jaa.       2,90 vv = 183 000 AU
Alfa Centauri A+B      n. 30 400 jaa.       2,97 vv = 184 000 AU

Menneet ohitukset:
Tähti               vuosiluku               etäisyys
Scholzin tähti          n. 70 000 eaa.      0,59-1,17 vv = 37 000-74 000 AU
gamma Microscopii   n. 3 800 000 eaa.       1,14-4,37 vv = 72 000-273 000 AU

jaa. = jälkeen ajanlaskun alun ; eaa. = ennen ajanlaskun alkua ; vv = valovuosi ; AU = astronominen yksikkö eli 149 597 871 km

Tilaa aihepiirin Proxima Centauri RSS-syöte